Gustavo Adolfo Badilla Vargas
Título
SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM PAVIMENTO ASFÁLTICO INSTRUMENTADO SUBMETIDO A DIFERENTES CONDIÇÕES DE SATURAÇÃO OS HIDRÁULICOS
Resumo
Atualmente, no Brasil, tem sido adotado o critério do teor ótimo de umidade de compactação utilizado nos ensaios triaxiais de cargas repetidas como representativo das condições de campo e umidade de equilíbrio dos pavimentos bem projetados e construídos com dispositivos de drenagem (superficial e profunda) eficientes. Porém, esse critério pode não ser adequado nas regiões com elevados teores de umidade de equilíbrio ou com grandes e frequentes variações de umidade. O objetivo principal desta pesquisa é contribuir com o entendimento do comportamento global dos materiais e estruturas de pavimento considerando a variação do nível do lençol freático, que é uma das principais variáveis associada às condições climáticas. Nesta tese, foram utilizados os resultados da instrumentação, os dados de monitoramento e de ensaios de laboratório obtidos por Silva (2009), na qual foi desenvolvido um modelo físico em escala real para o estudo do comportamento mecânico de uma estrutura de pavimento submetido a seis níveis de equilíbrio do lençol freático. Esses resultados foram usados como parâmetros de entrada de uma nova modelagem numérica que considera o estado de tensões associado aos fenômenos de sucção e capilaridade prévia à caracterização mecânica do comportamento não linear dos materiais das camadas geotécnicas da estrutura do pavimento. A metodologia proposta nesta tese forneceu uma ferramenta adicional que verificou que a variação do teor de umidade pós- compactação dos materiais modelados afeta os valores do Módulo de Resiliência, a deflexão superficial e as deformações críticas na estrutura do pavimento mostrando variações no desempenho previsto à fadiga e à deformação permanente.
Abstract
Currently, in Brazil, the criterion of the optimum moisture content has been adopted to be used in triaxial repeated loading tests as representative of the field conditions and equilibrium moisture of well-designed pavements and built with efficient drainage devices (surface and deep) efficient. However, this criterion may not be adequate in regions with high levels of equilibrium moisture or with large and frequent variations.
The main objective of this research is to contribute with the understanding of the global behavior of the materials and pavement structures taking into account the water table level, which is one of the main variables associated to the climatic conditions. In this thesis, the results of instrumentation, monitoring data and laboratory tests obtained by Silva (2009) were used. In this research a full-scale physical model was developed to study the mechanical behavior of a pavement structure subjected to six depth levels of the water table. These results were used as input parameters for new numerical modeling that considers a simulation of the stresses state associated with the phenomena of suction and capillarity prior to the mechanical characterization of the unbounding layers of the pavement structure. The methodology proposed in this thesis provided an additional tool that verified that the variation in the post-compaction moisture content of the modeled materials affects the values of the Resilient Modulus, the surface deflection and the critical strains of the pavement structure, showing variations in the expected fatigue performance and permanent deformation.
